DE3829115A1

DE3829115A1 - Breathing equipment

Info

Publication number: DE3829115A1
Application number: DE3829115A
Authority: DE
Inventors: Thomas Blackwood
Original assignee: MSA Britain Ltd
Current assignee: MSA Britain Ltd
Priority date: 1987-08-29
Filing date: 1988-08-27
Publication date: 1989-03-09
Also published as: GB2209123A; GB8819980D0; FR2619722A1

Abstract

Breathing equipment comprising a closed circuit and a hood which surrounds the head of the wearer and is closed at the neck. An oronasal mask is located in the hood and is connected with an air supply. Chemical oxygen generation is effected via potassium dioxide. In order to avoid air losses from the closed circuit into the hood the oronasal mask is equipped with a valve. In the normal state the valve is closed. The valve connects the interior of the mask with the interior of the hood. On reduced pressure inside the oronasal mask the valve opens, so that the hood acts like an emergency auxiliary respiratory vessel.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Atemgerät mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, ge eignet in Notfällen in Luftfahrzeugen oder dergleichen.The invention relates to a breathing apparatus with the Preamble of claim 1 specified features, ge is suitable in emergencies in aircraft or the like.

Es sind Notfallatemgeräte bekannt, welche vor dem Einatmen von Dämpfen und Rauch durch Zuführung reiner Luft schützen. Eine Ausführungsform der bekannten Geräte besitzt einen geschlossenen Kreislauf und enthält eine Haube, welche den Kopf des Trägers um fasst und am Hals verschließt, einem Atmungsbehälter und einer chemischen Sauerstoffquelle, die mit dem Inneren der Haube verbunden ist. Zur Sauerstoff erzeugung ist ein Kaliumdioxid (KO₂) Kanister geeignet, welcher den Sauerstoff aus dem ausgeatmeten Kohlendioxid und Waserdampf erzeugt. Bei einem ge schlossenen Kreislaufsystem ist es wichtig, daß kein Gas aus dem Kreislauf entweichen kann, da sonst der verfügbare Vorrat an Atmungsluft sinkt und dadurch es zu einer Erstickung kommen kann. Aus diesen Gründen besitzen die meisten bekannten Geräte dieses Typs Mundstücke und Nasenclips, welche praktisch keine Verluste aus dem Kreislauf erlauben. Das ist für Rettungspersonal wie z.B. Feuerwehrmänner akzeptabel. Für relativ untrainiertes Personal ist dies nicht geeignet. Für eine Flugzeugbesatzung ist die Verwendung von Mundstücken und Nasenclips ebenso unge eignet, da diese sich durch Sprache verständigen müssen. In solchen Fällen wäre es wünschenswert in solchen Geräten eine Mundnasenmaske mit einer Sprechmembrane bzw. einem Mikrofon zu vereinigen.Emergency breathing devices are known which protect against the inhalation of vapors and smoke by supplying clean air. One embodiment of the known devices has a closed circuit and contains a hood which surrounds the head of the wearer and closes at the neck, a breathing container and a chemical oxygen source which is connected to the interior of the hood. A potassium dioxide (KO ₂ ) canister is suitable for the generation of oxygen, which generates the oxygen from the exhaled carbon dioxide and water vapor. In a closed circuit system, it is important that no gas can escape from the circuit, otherwise the available supply of breathing air will decrease and this can lead to suffocation. For these reasons, most known devices of this type have mouthpieces and nose clips which practically do not allow any losses from the circuit. This is acceptable for rescue personnel such as firefighters. This is not suitable for relatively untrained staff. The use of mouthpieces and nose clips is also unsuitable for an aircrew because they have to communicate through language. In such cases, it would be desirable to combine a nasal mask with a speech membrane or a microphone in such devices.

Die Verwendung einer Mundnasenmaske in einem geschlossenen Kreislaufsystem mit einer umschließenden Haube besitzt eine Vielzahl von Nachteilen. Der Druck des Ausatmens in die Maske führt dazu, daß der luft dichte Abschluß der Maske um die Nase und den Mund des Trägers aufgebrochen wird, wordurch das Gas aus dem Atmungskreislauf in die Haube entweicht. Das entwichene Gas kann nicht wieder in den Kreis lauf eingeleitet werden, da bei der folgenden Ein atmung die Maske wieder dicht anliegt. Demnach verliert der Kreislauf zunehmend Atemluft, was zu einer Er stickung führen kann, wie bereits oben beschrieben.The use of an oral mask in one closed circulatory system with an enclosing Hood has a number of disadvantages. The pressure Exhaling into the mask causes the air to breathe tight mask around the nose and mouth of the carrier is broken up, causing the gas escapes from the breathing circuit into the hood. The escaped gas cannot get back into the circuit be initiated as the following entry breathing the mask is tight again. Accordingly loses the circulation becomes increasingly breathing air, leading to an er embroidery can lead, as already described above.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen oder zu minimieren.The invention is based on the object Eliminate or minimize disadvantages.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Atemgerät mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is solved by a breathing apparatus with the features specified in claim 1. Beneficial Developments of the invention are the subject of Subclaims.

Die Bezeichnung "Luft" wird verwendet für atmungsfähige Gase und schließt Sauerstoff und Mischungen aus Sauer stoff und Stickstoff in anderen Verhältnissen als bei der natürlichen Luft ein. The term "air" is used for breathable Gases and excludes oxygen and mixtures of acid Substance and nitrogen in different ratios than in the natural air.

In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Ventilvorrichtung des Gerätes manuell betätigbar, so daß der Benutzuer das Ventil bei Bedarf öffnen kann.In a particularly preferred embodiment of the Invention is the valve device of the device manually operable so that the user Valve can open if necessary.

Das in der Mundnasenmaske vorgesehene Ventil erlaubt den Eintritt der relativ reinen Luft in den ge schlossenen Atmungskreislauf aus dem inneren der Haube, in dem Falle, daß keine Luft im Kreislauf vorhanden ist, so wird die Gefahr der Erstickung vermieden. Die Erfindung erlaubt den sicheren Ge brauch einer Mundnasenmaske in einem geschlossenen Atmungssystem in Verbindung mit einer Sprechmembrane. Die Verständigung über die Sprechmembrane erfolgt entweder frei und in direktem Sprechen oder über einen Richtlautsprecher oder über ein Megaphon.The valve provided in the mouth mask allows the entry of the relatively clean air into the ge closed breathing circuit from the inside of the Hood, in the event that there is no air in the circuit is present, so there is a risk of suffocation avoided. The invention allows the safe Ge need a mouth mask in a closed Respiratory system in connection with a speech membrane. Communication is via the speech membrane either freely and in direct speaking or via a directional loudspeaker or a megaphone.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird nach folgend beschrieben.An embodiment of the invention is in the attached drawings and is after described below.

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung des Atmungsgerätes. Fig. 1 shows the schematic representation of the breathing device.

Fig. 2 zeigt das Ventil des Gerätes. Fig. 2 shows the valve of the device.

Fig. 3 zeigt den Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2. FIG. 3 shows the section along the line III-III of FIG. 2.

Fig. 4 zeigt das modifizierte Ventil der besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung. Fig. 4 shows the modified valve of the particularly preferred development of the invention.

Fig. 5 zeigt den Teilschnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4. FIG. 5 shows the partial section along the line VV of FIG. 4.

Das Atemgerät beinhaltet eine Haube 10 aus flexiblem Material mit einem durchsichtigen Visier 12 und einer elastischen Membrane 14. Die Membrane 14 verschließt die Haube 10 rund um den Hals des Trägers. Innerhalb der Haube 10 und unterhalb des Visiers 12 ist eine Mundnasenmaske 16 angeordnet. Die Maske 16 besteht aus einem flexiblen Material z.B. Gummi, die während des Gebrauches die Nase und den Mund des Trägers überdeckt, wobei die Maske luftdicht anliegt.The breathing apparatus includes a hood 10 made of flexible material with a transparent visor 12 and an elastic membrane 14 . The membrane 14 closes the hood 10 around the neck of the wearer. A mouth mask 16 is arranged within the hood 10 and below the visor 12 . The mask 16 consists of a flexible material, for example rubber, which covers the nose and mouth of the wearer during use, the mask being airtight.

Die Maske 16 ist ein Teil des geschlossenen Atemkreis laufes und ist über eine elastische Röhre 20 mit einer Luftversorgungseinheit 22 verbunden. In diesem Bei spiel ist die Luftversorgungseinheit eine übliche Ein heit zur Bereitstellung von Sauerstoff auf chemischem Wege, welche einen isolierten Kaliumdioxidkanister 24 und eine Schnellstartchloratkerze 26 (betätigbar durch eine Reißleine 28) umgeben von einem Schirm gitter 30 innerhalb des Atmungsbehälters 32 aus flexiblem Material. Die Chloratkerze liefert den Anfangssauerstoff, welchen der Benutzer einatmet. Die ausgeatmete Luft gelangt über den Wärmeaus tauscher 34 in den KO₂-Kanister 24. Der KO₂-Kanister erzeugt atmungsfähigen Sauerstoff aus dem ausge atmeten Kohlendioxid und dem Wasserdampf. An der Seite des Behälters befindet sich ein Sicherheitsventil 36. Bei einer Überproduktion an Sauerstoff innerhalb des Behälters 32 öffnet das Ventil und läßt den Druck absinken.The mask 16 is part of the closed breathing circuit and is connected via an elastic tube 20 to an air supply unit 22 . In this example, the air supply unit is a conventional unit for providing oxygen by chemical means, which comprises an insulated potassium dioxide canister 24 and a quick-start chlorate candle 26 (actuable by a rip cord 28 ) surrounded by a screen grid 30 inside the breathing container 32 made of flexible material. The chlorate candle provides the initial oxygen that the user inhales. The exhaled air passes through the heat exchanger 34 into the KO ₂ canister 24 . The KO ₂ canister generates breathable oxygen from the exhaled carbon dioxide and water vapor. There is a safety valve 36 on the side of the container. If there is an overproduction of oxygen within the container 32 , the valve opens and the pressure drops.

Um eine Mundnasenmaske 16 in Verbindung mit einem geschlossenen Atmungskreislauf des genannten Typs sicher zu gebrauchen ist ein Ventil 38 in einer Seitenwand der Mundnasenmaske vorgesehen. Das Anti-Er stickungsventil 38 verbindet das Innere der Maske 16 mit dem Inneren der Haube 10. Im normalen Gebrauch ist das Ventil 38 geschlossen und öffnet nur bei einem reduzierten Druck innerhalb der Maske 16, wenn eine vorbestimmte Druckdifferenz über dem Ventil überschritten ist. Beim geöffneten Ventil 38 strömt das Gas aus dem Inneren der Haube 10 in den Kreis lauf des Atmungssystems zurück. Die Haube 10 verhält sich wie ein Notfallhilfsatmungsbehälter. Das Ventil 38 ist vorzugsweise von der Art, welches beim Über schreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz bis zu ihrem Maximum öffnet.In order to safely use a nasal mask 16 in connection with a closed breathing circuit of the type mentioned, a valve 38 is provided in a side wall of the nasal mask. The anti-He stickungsventil 38 connects the inside of the mask 16 with the inside of the hood 10th In normal use, valve 38 is closed and only opens at a reduced pressure within mask 16 when a predetermined pressure difference across the valve is exceeded. When the valve 38 is open, the gas flows out of the interior of the hood 10 into the circuit of the respiratory system. The hood 10 behaves like an emergency auxiliary breathing container. The valve 38 is preferably of the type which opens when it exceeds a predetermined pressure difference up to its maximum.

Ein geeignetes Ventil 38 zeigen die Fig. 2 und 3. Das Ventil 38 besitzt im wesentlichen ein zylind risches Gehäuse 40, dessen Eintrittsende 42 (wie es in der Ansicht in der Fig. 2 dargestellt ist) in den Innenraum der Haube 10 weist. Das Austrittsende 44 des Ventils 38 ist durch die Wand 46 verschlossen, in der eine zentral angeordnete Öffnung 48 vorhanden ist. Eine Anzahl von Austrittsöffnungen 50 ist dem Umfang des Gehäuses 40 in der Nähe in der Wand 46 an geordnet. Das Ventil 38 wird durch Andrücken der Scheibe 52 an die Schulter 54, die sich im Inneren des Gehäuses 40 zwischen dem Eintrittsende und den Austrittsöff nungen 50 befindet abgedichtet.A suitable valve 38 show FIGS. 2 and 3. The valve 38 essentially has a cylindrical housing 40 , the inlet end 42 (as shown in the view in FIG. 2) has in the interior of the hood 10 . The outlet end 44 of the valve 38 is closed by the wall 46 , in which there is a centrally arranged opening 48 . A number of outlet openings 50 is arranged around the circumference of the housing 40 in the vicinity in the wall 46 . The valve 38 is sealed by pressing the disc 52 against the shoulder 54 , which is located in the interior of the housing 40 between the inlet end and the outlet opening 50 .

In der Fig. 2, 3 ist das Ventil im geschlossenen Zustand. Angedrückt wird die Scheibe von einer Feder oder einer anderen Vorrichtung (der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt). Auf der Mittelachse des Gehäuses 40 erstreckt sich von der Mitte der Scheibe 52 aus ein Bolzen 56 zu dem Eintrittsende 42, dem in einer Bohrung eine Buchse 60 gleitend geführt ist. Die Buchse 60 befindet sich in der Mitte einer quer zum Eintrittsende 42 diametral verlaufenden Rippe 62.In FIG. 2, 3, the valve is in the closed state. The disc is pressed by a spring or another device (not shown for reasons of clarity). On the central axis of the housing 40 , a bolt 56 extends from the center of the disk 52 to the inlet end 42 , and a bushing 60 is slidably guided in a bore. The bushing 60 is located in the middle of a rib 62 which runs diametrically to the entry end 42 .

Sinkt der Druck am Austrittsende 44 des Ventils 38 und wird eine fest vorgegebene Druckdifferenz überschritten, so bewegt sich die Scheibe 52 nach rechts (Fig. 3) bis zum Anliegen an die Wand 46, wodurch eine Ver bindung zwischen dem Eintrittsende 42 und den Aus trittsöffnungen 50 geschaffen wird. Am Eintrittsende 42 im Rand des Gehäuses 40 sind vorzugsweise auf den Umfang mehrere Aussparungen 64 verteilt. Die aus flexiblem Material bestehende Haube 10 kann sich gegen die Eintrittsöffnung pressen und diese ver schliessen, durch die Aussparungen 64 wird dies ver hindert. In dem Mantel des Gehäuses 40 befindet sich eine Nut 66, in die der Rand einer nicht dargestellten Apparatur hineinragt, mit der das Ventil 36 mit der Wand der Maske 16 befestigt ist. Die Mundnasenmaske 16 kann mit einer Sprechmembrane 68 versehen sein, welche sich im vorderen Bereich der Haube 10 befindet und dem Träger die Verständigung mit anderen Personen er möglicht.If the pressure at the outlet end 44 of the valve 38 drops and a predetermined pressure difference is exceeded, the disk 52 moves to the right ( FIG. 3) until it bears against the wall 46 , thereby creating a connection between the inlet end 42 and the outlet openings 50 is created. At the entry end 42 in the edge of the housing 40 , a plurality of cutouts 64 are preferably distributed over the circumference. The hood 10 made of flexible material can press against the inlet opening and close it, this is prevented by the cutouts 64 . In the casing of the housing 40 there is a groove 66 into which the edge of an apparatus (not shown) projects, with which the valve 36 is fastened to the wall of the mask 16 . The nasal mask 16 can be provided with a speech membrane 68 , which is located in the front area of the hood 10 and enables the wearer to communicate with other people.

In den Abb. 4 und 5 ist ein modifiziertes Ventil 69 für eine bevorzugte Ausführung der Er findung dargestellt. Das Ventil 69 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 70 mit einem Eintrittsende 72 und einem Austrittsende 74. Das Aus trittsende 74 ist mit einer Wand 76 verschlossen, die in der Mitte eine Öffnung 78 aufweist. Auf dem Umfang des Gehäuses 70 in der Nähe der Wand 76 befindet sich eine Anzahl von Austrittsöffnungen 80.In Figs. 4 and 5 a modified valve is shown He 69 for a preferred embodiment of the invention. The valve 69 consists of a cylindrical housing 70 with an inlet end 72 and an outlet end 74 . From the exit end 74 is closed with a wall 76 which has an opening 78 in the middle. There are a number of outlet openings 80 on the circumference of the housing 70 near the wall 76 .

Die Scheibe 82 befindet sich im Inneren des Gehäuses und verschließt durch Andrücken an eine Umlaufwende schulter 84, die sich zwischen dem Eintrittsende 72 und den Austrittsöffnungen 80 befindet das Ventil. Durch eine Feder oder andere Vorrichtungen (der übersichtheitshalber nicht dargestellt) wird die Scheibe 82 gegen die Schulter 84 gedrückt. Der Bolzen 86 erstreckt sich von der Mitte der Scheibe 89 und ist gleitend geführt in einer Bohrung 88 einer Büchse 90 in der Mitte einer diametralen Rippe 92.The disk 82 is located in the interior of the housing and closes by pressing on a revolution shoulder 84 , which is located between the inlet end 72 and the outlet openings 80 , the valve. The disc 82 is pressed against the shoulder 84 by a spring or other devices (not shown for the sake of clarity). The bolt 86 extends from the center of the disk 89 and is slidably guided in a bore 88 in a bush 90 in the center of a diametrical rib 92 .

Für die manuelle Betätigung des Ventils 69 ist der Bolzen 86 derart verlängert, daß im geschlossenen Zustand des Ventils 69 dieser aus der Rippe 92 hinausragt. Hierdurch wird ein Öffnen des Ventils 69 durch manuelles Drücken auf den Bolzen 86 ermöglicht. Zur leichten Bedienbarkeit kann das äussere freie Ende des Bolzens 86 mit einer Druck platte 94 versehen werden.For manual operation of the valve 69 of the bolt 86 is extended such that protrude in the closed state of the valve 69 this rib from the 92nd This enables the valve 69 to be opened by manually pressing the pin 86 . For ease of use, the outer free end of the pin 86 can be provided with a pressure plate 94 .

Der verlängerte Bolzen 86 sollte vor zufälligem Herunterdrücken (z.B. durch Einwirken auf die Haube 1 des Atemschutzgerätes) geschützt werden. Der Schutz kann durch eine Verlängerung der Eintrittsenden 72 des Gehäuses 70, das den Bolzen (68) umgibt, über die Rippe 92 hinaus erfolgen.The elongated bolt 86 should be protected against accidental pressing down (for example by acting on the hood 1 of the breathing apparatus). Protection can be provided by extending the inlet ends 72 of the housing 70 that surrounds the bolt ( 68 ) beyond the rib 92 .

Eine weitere Modifikation ist das Vorhandensein einer Anzahl auf dem Umfang des Gehäuses 70 vorhandenen Öffnungen 96 in der Nähe des Eintrittsendes 72. Die Öffnungen 96 ersetzen die Aussparungen 64 im Rand des Gehäuses im Ventil 38 der Fig. 2 und 3.Another modification is the presence of a number of openings 96 on the periphery of the housing 70 in the vicinity of the entry end 72 . The openings 96 replace the cutouts 64 in the edge of the housing in the valve 38 of FIGS. 2 and 3.

Die Erfindung erlaubt den sicheren Gebrauch einer Mund nasenmaske in Verbindung mit jedem geschlossenen Atmungssystem und einer luftdicht abschließenden Haube. Desweiteren kann eine Sprechmembrane in das Gerät eingebaut werden.The invention allows the safe use of a mouth nasal mask in connection with each closed Breathing system and an airtight cover. Furthermore, a speech membrane can be placed in the device to be built in.

Claims

1. Respirator with an airtightly enclosing the head of the user, in which there is a nasal mask that can be connected to a closed air supply circuit, characterized in that the nasal mask ( 16 ) is equipped with a valve ( 38 , 69 ) that with communicates the interior of the part enclosing the head ( 10 ) and which opens the valve ( 38 , 69 ) at reduced pressure within the nasal mask ( 16 ).

2. Breathing apparatus according to claim 1, characterized in that the valve ( 38 , 69 ) is designed such that a large free flow cross-section is available immediately after opening.

3. Breathing apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the nasal mask ( 16 ) is equipped with a speech membrane ( 68 ).

4. Breathing apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the head around the closing part ( 10 ) is a hood made of flexible material.

5. Breathing apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ( 38 , 69 ) can also be operated manually.

6. Breathing apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ( 38 , 69 ) has a substantially cylindrical housing ( 40 , 70 ) with an inlet and an outlet end ( 42 , 44 , 72 , 74 ), and that the housing ( 40 , 70 ) extends through the nasal mask ( 16 ) such that the inlet end ( 42 , 72 ) is outside and the outlet end ( 44 , 74 ) inside the nasal mask ( 16 ).

7. Breathing apparatus according to claim 6, characterized in that a circumferential shoulder ( 54 , 84 ) is formed in the housing ( 40 , 70 ) near the outlet end ( 44, 74 ) that in the housing wall between the shoulder ( 54 , 84 ) and the outlet end ( 44 , 74 ) at least one outlet opening ( 50 , 80 ) is present, and that the valve ( 38 , 69 ) has a closing device with a disc ( 52 , 82 ) which in the first position with the pressure Shoulder ( 54 , 84 ) abuts and thereby closes the valve ( 38 , 69 ) and, at reduced pressure at the outlet of the valve ( 38 , 69 ), can be moved into a second position in which the outlet openings ( 50 , 80 ) between the Shoulder ( 54 , 84 ) and the disc ( 52 , 82 ).

8. Breathing apparatus according to claim 7, characterized in that a bolt ( 56 , 86 ) extends perpendicular to the disc ( 52 , 82 ) from the center of the disc ( 52 , 82 ) and slides in a bore ( 58 , 88 ) is arranged in a rib ( 62 , 92 ) extending transversely in the interior of the housing between the shoulder ( 54 , 84 ) and the inlet end ( 42 , 72 ).

9. Breathing apparatus according to claim 8, characterized in that the bolt ( 56 , 86 ) in the first position of the disc ( 52 , 82 ) extends through the rib ( 62, 92 ) and with its free end so far over the rib ( 62 , 92 ) is facing that you can move the disc ( 52 , 82 ) by hand to its second position by pressing against the protruding end of the bolt ( 56 , 86 ).

10. Breathing apparatus according to claim 9, characterized in that the inlet end ( 42 , 72 ) of the housing ( 40 , 70 ) protrudes beyond the free end of the bolt ( 56 , 86 ) when the disc ( 52 , 82 ) in the first Position. Breathing apparatus according to one of claims 6 to 10, characterized in that the housing ( 40 ) is open at the inlet end ( 42 ) and provided with a plurality of cutouts ( 64 ) at the edge.

12. Breathing apparatus according to one of claims 6 to 10, characterized in that the housing ( 70 ) in the vicinity of the inlet end ( 72 ) is provided with at least one through opening ( 96 ).